CN110010101B - 立式钢琴 - Google Patents

Abstract

立式钢琴具有：内部空间，其是由包含有在中盘的上部配置的上前板及在所述中盘的下部配置的下前板的框体围成的；以及共鸣管，其形成有具有开口部的中空区域，配置在所述内部空间，所述开口部配置在所述上前板的下端或者所述下前板的上端、且所述上前板或者所述下前板的左右端的至少一者。

Description

立式钢琴

本申请基于2017年11月16日申请的日本专利申请号2017－221322号要求优先权，在此引用其内容。

技术领域

本发明涉及具有音响共鸣体的立式钢琴。

背景技术

在立式钢琴的框体内产生的驻波对音响空间的频率特性给予影响。例如，会发生下述现象，即，与特定的键盘对应的频率的声音被强调或者被衰减而听到。当前，作为对在音响空间产生的驻波进行抑制的技术，已知有使用了共鸣管的共鸣器吸音。

在日本特开2012－185330号公报中记载有下述电子乐器，其对在放音时在框体内产生的特定的共鸣频率的固定振动姿态进行控制而调整频率特性。通过配置为音响共鸣体的开口部位于特定频率的固定振动姿态的声压的波腹的至少一个，从而能够在框体内降低特定频率的声压。

但是，在日本特开2012－185330号公报记载的电子乐器中，通过在框体内配置音响共鸣体，从而有时框体内的频率特性发生变化。立式钢琴是动态范围比电子乐器宽，具有复杂的频率特性。在如上所述的立式钢琴的框体内配置音响共鸣体的情况下，有时产生例如高频带下的框体内的声场的紊乱等针对频率特性的意料之外的影响。

另外，在音响共鸣体的开口部位于多个频率下的固定振动姿态的声压的波腹的情况下，有时会导致降低意料之外的频率的声压，产生针对频率特性的意料之外的影响。

另外，在立式钢琴的框体内配置音响共鸣体的情况下，需要尽可能避免外观受损。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种立式钢琴，该立式钢琴通过在框体内配置音响共鸣体，从而能够对在框体内产生的特定的共鸣频率的驻波进行抑制，针对频率特性的意料之外的影响少，而且不会损害外观。

为了解决上述课题，本发明所涉及的立式钢琴具有：内部空间，其是由包含有在中盘的上部配置的上前板及在所述中盘的下部配置的下前板的框体围成的；以及共鸣管，其形成有具有开口部的中空区域，配置在所述内部空间，所述开口部配置在所述上前板的下端或者所述下前板的上端、且所述上前板或者所述下前板的左右端的至少一者。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的立式钢琴的斜视图。

图2是图1所示的立式钢琴的B－B’线处的剖视图。

图3是表示在本发明的实施方式所涉及的立式钢琴中所使用的音响共鸣体的斜视图。

图4是表示图3所示的音响共鸣体的剖视图。

图5是表示图1所示的立式钢琴的内部声压的测定结果的图形。

图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的立式钢琴的斜视图。

图7是图6所示的立式钢琴的B－B’线处的剖视图。

图8A及8B是表示现有的立式钢琴的声压分布的计算结果的图。

图9是表示第二实施方式的变形例所涉及的立式钢琴的斜视图。

图10是图6所示的立式钢琴的B－B’线处的剖视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，一边参照图1至图5，一边对本发明的第一实施方式所涉及的立式钢琴100进行说明。此外，为了容易观看附图，适当调整了各结构要素的厚度、尺寸的比例。

图1是表示立式钢琴100的整体结构的斜视图。图2是图1所示的立式钢琴100的B－B’线剖视图。

立式钢琴100如图1及图2所示，具有踏板部3、键盘部4、发声部5以及具有音响共鸣体(共鸣管)1的框体2。在本实施方式中，音响共鸣体1是左右一对前额柱型的音响共鸣体(共鸣管)1L、1R，是替换立式钢琴的前额柱的部件。

框体2如图1及图2所示，具有左右一对前额柱型音响共鸣体1L、1R、上前板20、下前板21、销板22、左右一对母板23L、23R、后琴盖24B、前琴盖24F、中盘25、前框26、左右一对臂板27L、27R、左右一对底座28L、28R、以及左右一对脚柱29L、29R。在下面的说明中，将左右方向称为X轴。

上前板20及下前板21如图1及图2所示，相互沿上下方向(以下称为Y轴方向)隔开间隔而配置。上前板20与中盘25相比配置在上方，下前板21与中盘25相比配置在下方。响板51在与X轴和Y轴正交的前后方向(Z轴方向)与上前板20及下前板21相对而配置。

上前板20如图1及图2所示，与在上前板20的两侧部安装的左右一对前额柱型音响共鸣体1L、1R一体地构成。该上前板20被一对母板23L、23R从左右方向夹着。另外，下前板21、响板51及销板22也被一对母板23L、23R从左右方向夹着。

后琴盖24B及前琴盖24F如图1及图2所示，对上前板20、下前板21、销板22及母板23L、23R的上端进行覆盖。中盘25、前框26及一对臂板27L、27R从被上前板20的下端、下前板21的上端、一对母板23L、23R的内壁面围成的开口朝向前方凸出。

一对底座28L、28R如图1及图2所示，分别从下前板21的下侧的部分中的左右端部朝向前方凸出。一对脚柱29L、29R分别架设在中盘25的背面和各底座28L、28R之间。

踏板部3如图1所示，是从框体2中的下前板21的下方的中央露出的、通过演奏者的脚进行操作的操作件。

键盘部4如图1及图2所示，设置在中盘25上，具有键41、中枕木42、前枕木43、后枕木44以及键盘盖45。键41排列在框体2的中盘25上的臂板27L和臂板27R之间。键41支撑于中盘25上的中枕木42。在中盘25上的中枕木42的前方和后方分别配置有前枕木43和后枕木44。在前框26的前端设置有键盘盖45。

如图2所示，发声部5设置在被框体2的上前板20、下前板21、销板22、响板51、后琴盖24B及前琴盖24F围成的内部空间(音响空间)中。发声部5具有响板51、弦52、击弦机构53以及制音机构54。

在销板22的下方配置响板51。在该响板51中的与键41相对的面上，架设有作为发声体的弦52。另外，在键41的后端部的上方设置有击弦机构53和制音机构54。击弦机构53是将演奏者的手指对键41进行按压的按键力变换为琴锤55对弦52进行击打的打弦力的机构。制音机构54将按压键41的上述按键力、演奏者踩踏制音器踏板33的踩踏力变换为使制音器56从弦52离开的离弦力。

图3是表示一对前额柱型音响共鸣体1L、1R中的一个前额柱型音响共鸣体1L的整体结构的斜视图。一对前额柱型音响共鸣体1L、1R是在左右方向上对称的结构，因此关于一对前额柱型音响共鸣体1L、1R的说明，仅对前额柱型音响共鸣体1L进行说明。

前额柱型音响共鸣体1L如图3所示，是在一端具有具备开口部10的第一端部11、在另一端具有第二端部12的一端开口的共鸣管。前额柱型音响共鸣体1L形成为，构成由在上下方向(Y轴方向)上相对的第一端部11和第二端部12、在左右方向(X轴方向)上相对的右侧部13和左侧部14、以及在前后方向(Z轴方向)上相对的前侧部15和后侧部16围成的中空区域17的四棱柱状。在开口部10附近设置有吸音部件18。

前额柱型音响共鸣体1L的外形与立式钢琴的前额柱相比，除了开口部等以外形成为大致相同的形状。以第一端部11成为下端、第二端部12成为上端的方式，右侧部13与上前板20螺钉紧固，左侧部14与母板23L相接。

前侧部15是向框体2的外侧露出的部分，因此优选进行与通常的前额柱同样的涂装。

吸音部件18由聚氨酯泡沫构成，是相对于气体粒子的运动成为阻力，阻碍该气体粒子的运动的部件。吸音部件18配置在粒子速度高的位置，因此发挥高的吸音效果。由于设置于开口部10的吸音部件18，在前额柱型音响共鸣体1L的中空区域17中产生的驻波发生能量耗散。其结果，能够对立式钢琴内的驻波的抑制程度进行调整。

在这里，只要是妨碍气体粒子的运动，产生(增大)针对其运动的阻力的材料，则也可以使用除了聚氨酯泡沫以外的材料。聚氨酯泡沫是连续气泡的多孔质材料的一个例子，但也可以利用使用了除此以外的树脂材料(例如，发泡树脂)的连续气泡的多孔质材料。另外，也可以使用在至少一部分具有独立气泡的多孔质材料的材料。

另外，能够应用于吸音部件18的部件，并不限定于所谓的具有很多空孔的构造的部件，还包含相对于声波能够视为多孔质的构造。作为例子，也包含如玻璃棉那样，由于玻璃纤维缠绕而形成可视为多孔质材料的构造的部件。作为该部件，除了包含编织布类的原材料而形成的结构之外，还包含不是编织布类的原材料而形成的结构(例如，无纺布、金属纤维板)。另外，能够将金属(例如，铝发泡金属、金属纤维板)、木材(例如，木片、其碎片)、纸(木质纤维、纸浆纤维)、玻璃(例如，MPP(Microperforated Panel)、微孔板、通过蚀刻处理形成微孔的结构)、动植物纤维(牛毛毡、再生毡、羊毛、棉、无纺布、布、合成纤维、木粉成型材料、纸成型材料)等各种各样的材料应用于吸音部件18。

图4是前额柱型音响共鸣体1L的YZ平面的剖视图。但是，在图4中，前额柱型音响共鸣体1L表示为Y轴成为横轴、Z轴成为纵轴。

在以下的说明中，如图4所示，将第一端部11和第二端部12之间的Y轴方向的距离设为L。另外，将Y轴和第一端部11的交点设为YZ坐标的原点，将Y轴和第二端部12的交点的YZ坐标表现为(Y，Z)＝(L，0)。

图4所示的双点划线是关于在前额柱型音响共鸣体1L的中空区域17中可能产生的驻波中的、最低的频率、即、1阶的共鸣频率的驻波SW1，表示气体粒子(在这里空气)的粒子速度分布(振幅的分布)。

如图4所示，在前额柱型音响共鸣体1L的中空区域17中，产生驻波，使得满足第二端部12处的粒子速度成为零的边界条件。即，对于驻波SW1，在第二端部12的位置存在粒子速度分布的“波节”，粒子速度成为极小。

另一方面，在第一端部11的位置存在粒子速度分布的“波腹”，粒子速度成为极大。

对应于与中空区域17的长度L的4倍相当的波长λc(L＝λc/4)的声波，在前额柱型音响共鸣体1L中产生共鸣而出现驻波SW1。此时，前额柱型音响共鸣体1L将通过共鸣而产生的反射波且是与入射波的相位不同的相位的反射波，经由第一端部11而向外部空间放射。对应于此时的反射波和入射波的相位差，与波长λc相当的共鸣频率的声波干涉而相互抵消，实现以前额柱型音响共鸣体1L的共鸣频率为中心而使第一端部11附近处的声压降低的效果。其结果，前额柱型音响共鸣体1L能够在框体2内的音响空间(内部空间)中对其共鸣频率的驻波进行抑制。

即，如果将在框体2内的音响空间中希望抑制的驻波的共鸣频率设为在前额柱型音响共鸣体1L中容易引起共鸣的共鸣频率(下面，称为“第一共鸣频率”)，则前额柱型音响共鸣体1L能够在框体2内的音响空间中对该共鸣频率的驻波进行抑制。前额柱型音响共鸣体1L调整为在第一共鸣频率下容易引起共鸣。

本实施方式所涉及的立式钢琴100将在框体内的音响空间中能够产生的驻波中的、产生“闷音(The sound is muffled)”的共鸣频率为180Hz左右的驻波，作为抑制对象。即，前额柱型音响共鸣体1L调整为，在立式钢琴100的框体内的音响空间中，抑制180Hz左右的共鸣频率(第一共鸣频率)的驻波的产生。在本实施方式中，前额柱型音响共鸣体1L调整为前额柱型音响共鸣体1L的1阶的共鸣频率成为180Hz左右(第一共鸣频率)。

前额柱型音响共鸣体1L的共鸣频率的调整主要通过中空区域17的长度L而进行，但能够通过吸音部件18进行微调。例如，通过增加在开口部10附近配置的吸音部件18的向开口部10露出的面积，从而能够利用从管共鸣向亥姆霍兹共鸣的转移的性质，降低共鸣频率。

一对前额柱型音响共鸣体1L、1R各自的开口部10如图2所示，配置在上前板20的下端，且上前板20的左右端。根据发明人们进行的实验，在立式钢琴中，该部位是，在框体2内的音响空间中产生的驻波中的、小于或等于5阶的低阶驻波的声压的“波腹”附近所处的位置，从6阶至10阶左右的高阶的驻波的声压的“波节”附近所处的位置。

本实施方式的一对前额柱型音响共鸣体1L、1R的意图为，抑制180hz附近的“闷音”的产生。各自的开口部10配置在低阶的驻波的声压的“波腹”附近(与声压的波节的位置相比，接近声压的波腹的位置的部位)，从而与配置在不是声压的“波腹”所处的部位情况相比，能够在框体2内的音响空间中良好地抑制第一共鸣频率的驻波。

另一方面，各自的开口部10配置在不是高阶的驻波的声压的“波腹”的位置，而是配置在“波节”附近(与声压的波腹的位置相比，接近声压的波节的位置的部位)。因此，能够在框体2内的音响空间中难以抑制高阶的驻波。

如上所述，通过将一对前额柱型音响共鸣体1L、1R各自的开口部10配置于上述位置，从而能够良好地对抑制对象的低阶的驻波进行抑制，能够减小针对不是抑制对象的高阶的驻波的意料之外的影响。

另外，一对前额柱型音响共鸣体1L、1R如图1所示，配置在上前板20的左右端。该位置在框体2内的音响空间中是端部，并且是原本配置前额柱的位置。因此，即使在该位置配置一对前额柱型音响共鸣体1L、1R，也不易产生框体2内的音响空间中的声场的紊乱，另外，针对频率特性的意料之外的影响减少。

(第一实施方式的效果)

根据具有以上述方式构成的本实施方式的音响共鸣体1的立式钢琴100，能够对在框体2内产生的第一共鸣频率的驻波进行抑制。通过将开口部10配置在低阶的驻波的声压的“波腹”附近，从而能够对成为“闷音”的产生原因的低阶的驻波的产生进行抑制。

另外，根据具有本实施方式的音响共鸣体1的立式钢琴100，开口部10配置在高阶的驻波的声压的“波节”附近。因此，在框体2内的音响空间中，不易对高阶的驻波进行抑制。

另外，根据具有本实施方式的音响共鸣体的立式钢琴100，前额柱型音响共鸣体1具有与前额柱大致相同的外观，替换前额柱而配置。因此，不易产生音响空间中的声场的紊乱，另外，针对频率特性的意料之外的影响少。并且，不会损害原声钢琴的外观。

进行了对具有一对前额柱型音响共鸣体1L、1R的立式钢琴100(有共鸣管)的内部声压、和不具有一对前额柱型音响共鸣体1L、1R而取代其具有已有的前额柱2aL、2aR的立式钢琴(无共鸣管)的内部声压进行测定的实验。在实验中，在立式钢琴的框体内配置扬声器而播放白噪声，在立式钢琴的框体内的一点处进行了声压的测定。一对前额柱型音响共鸣体1L、1R与第一实施方式同样地，调整为1阶的共鸣频率成为180Hz左右(第一共鸣频率)。

在图5示出实验的测定结果。如图5所示，与不具有一对前额柱型音响共鸣体1L、1R的立式钢琴的频率特性相比较，具有一对前额柱型音响共鸣体1L、1R的立式钢琴100的频率特性在180Hz附近，声压级降低(该声压级的降低成为前述的“闷音”)。确认到，通过替换前额柱而配置一对前额柱型音响共鸣体1L、1R，从而能够对抑制对象的180Hz左右(第一共鸣频率)的声压级进行抑制。

以上，参照附图，详细说明了本发明的第一实施方式，但具体的结构并不限定于本实施方式，还包含不脱离本发明的主旨范围的设计变更等。另外，在上述的第一实施方式及以下所示的变形例中示出的结构要素能够适当地组合而构成。

(变形例1)

例如，在上述实施方式中，前额柱型音响共鸣体1L、1R是替换前额柱而配置的结构，但替换对象的部件并不限定于前额柱。音响共鸣体也可以是例如形成为母板型或中盘型，是将母板或中盘的全部或者一部分替换的结构。在音响共鸣体替换已有的部件而配置的情况下，不易产生音响空间中的声场的紊乱，并且针对频率特性的意料之外的影响减少。并且，不会损害原声钢琴的外观。

(变形例2)

例如，在上述实施方式中，前额柱型音响共鸣体1L、1R是将左右的前额柱的双方替换而配置的，但音响共鸣体的配置方式并不限定于此。作为音响共鸣体，也可以仅将一对前额柱型音响共鸣体1L、1R中的任一个与前额柱进行替换而配置。即使仅替换任一个而配置，也能够对第一共鸣频率的驻波的产生进行抑制，此外还能够降低设置成本。

(变形例3)

例如，在上述实施方式中，前额柱型音响共鸣体1L、1R是共鸣管，但音响共鸣体的方式并不限定于此。音响共鸣体也可以是例如亥姆霍兹共鸣器。另外，音响共鸣体也可以是两端开口的共鸣管。音响共鸣体只要是能够替换框体的一部分而配置的共鸣体，则可以是任何方式。

(第二实施方式)

参照图6至图10，对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，音响共鸣体(共鸣管)配置于框体内的音响空间(内部空间)，这一点与第一实施方式相同。另一方面，音响共鸣体(共鸣管)没有替换框体的一部分，这一点与第一实施方式不同。在下面的说明中，对于与已说明的结构共同的结构，标注相同标号而省略重复的说明。

图6是表示立式钢琴200的整体结构的斜视图。图7是图6所示的立式钢琴200的B－B’线剖视图。

立式钢琴200如图6及图7所示，具有踏板部3、键盘部4、发声部5以及具有音响共鸣体(共鸣管)1B的框体2B。

框体2B如图6及图7所示，在音响共鸣体1B、上前板20、下前板21、销板22、左右一对母板23L、23R、后琴盖24B、前琴盖24F、中盘25、前框26、左右一对臂板27L、27R、左右一对底座28L、28R以及左右一对脚柱29L、29R的基础上，还具有左右一对前额柱2aL、2aR。

除了音响共鸣体1B之外的框体2B是与通常的立式钢琴相同的结构。即，在立式钢琴200中，框体2B是在通常的立式钢琴的框体追加了音响共鸣体1B的结构。

音响共鸣体1B是与第一实施方式的前额柱型音响共鸣体1L同样的结构。2个音响共鸣体1B如图6及图7所示，配置于下前板21的左右的端部侧。音响共鸣体1B以第一端部11成为上方、第二端部12成为下方的方式，使后侧部16与下前板21接触地进行安装。开口部10如图6及图7所示，配置在与第一实施方式中的音响共鸣体1R及1L的开口部接近的位置。即，开口部10设置于下前板21的上端。

图8A及8B是将在不具有音响共鸣体1B的通常的立式钢琴中，在框体内产生的驻波(1阶至10阶)的声压分布，通过模拟进行计算而得到的结果。更具体地说，在构成钢琴的框体的上前板20及下前板21中，通过模拟对声压分布进行了计算。图8A示出在上前板20及下前板21产生的1阶驻波至5阶驻波，图8B示出在上前板20及下前板21产生的6阶驻波至10阶驻波。

在图8A及8B所示的各图形中，上部的矩形部分表示在上前板20产生的驻波，下部的矩形部分表示在下前板21产生的驻波。因此，这些图形的纵轴及横轴分别对应于Y轴及X轴。这些图形的纵轴及横轴的数字表示将从钢琴的正面观察的左下作为原点的长度(m)。在各矩形部分中，灰度图像的浓深部分表示驻波的波腹，淡浅部分表示驻波的波节。

如图8A所示，在框体2内的音响空间(内部空间)中产生的驻波中的、小于或等于5阶的低阶的驻波的声压的“波腹”附近位于开口部10所处的部位附近(在图8A中用○标记表示的部分)。在这里，驻波的声压的“波腹”是指，声压振幅成为极大值的部位。因此，在低阶的驻波中，在这些波腹出现很多的部位配置开口部10，由此能够良好地对抑制对象的驻波的产生进行抑制。

另一方面，如图8B所示，不是抑制对象的从6阶至10阶左右的高阶的驻波的声压的“波节”(在图8B中，用×标记表示的部分)位于开口部10所处的部位附近。在这里，驻波的声压的“波节”是指，声压振幅成为极小值的部位。因此，即使在高阶的驻波中这些波节出现很多的部位的附近配置开口部10，也不易抑制高阶的驻波。

(第二实施方式的效果)

根据具有以上述方式构成的本实施方式的音响共鸣体的立式钢琴200，能够抑制在框体2B内产生的第一共鸣频率的驻波。配置音响共鸣体1B的部位在框体2B内的音响空间中是左右的端部侧。因此，即使在该部位配置一对音响共鸣体1B，也不易产生音响空间中的声场的紊乱，并且针对频率特性的意料之外的影响减少。

另外，根据具有本实施方式的音响共鸣体的立式钢琴200，通过与第一实施方式同样地，将开口部10配置在低阶的驻波的声压的“波腹”附近，由此能够抑制成为“闷音”的产生原因的低阶的驻波的产生。另外，开口部10配置在高阶的驻波的声压的“波节”附近。因此，在框体2B内的音响空间中，不易抑制高阶的驻波。

另外，根据具有本实施方式的音响共鸣体的立式钢琴200，与如第一实施方式那样替换立式钢琴的已有的部件而配置音响共鸣体1的情况比较，能够将音响共鸣体1容易地配置在框体2B内。

以上，参照附图，详细叙述了本发明的第二实施方式，但具体的结构并不限定于本实施方式，还包含不脱离本发明的主旨范围的设计变更等。另外，在上述的第二实施方式及以下所示的第二实施方式的变形例中示出的结构要素能够适当地组合而构成。

(变形例)

在上述第二实施方式中，音响共鸣体1B安装在下前板21，但音响共鸣体1B的安装部位只要是框体的音响空间(内部空间)，则并不限定于此。图9是表示立式钢琴200的变形例的立式钢琴200B的整体结构的斜视图。图10是图9所示的立式钢琴200B的B－B’线的剖视图。

2个音响共鸣体(共鸣管)1B如图9及图10所示，以第一端部11和第二端部12在X轴方向上相对的方式安装在上前板20的中央附近。另外，2个音响共鸣体1B以第一端部11成为左右的端部侧、第二端部12成为中央侧的方式安装在上前板20。开口部10如图9及图10所示，配置在与第一实施方式的开口部10接近的位置。即，音响共鸣体1B的开口部10配置在上前板20的下端。

在立式钢琴200B中，也与第一实施方式同样地，通过将开口部10配置在低阶的驻波的声压的“波腹”附近，从而能够对成为“闷音”的产生原因的低阶的驻波的产生进行抑制。另外，开口部10配置在高阶的驻波的声压的“波节”附近。因此，在框体2B内的音响空间中，不易抑制高阶的驻波。

音响共鸣体1B通过将开口部10在图8所示的声压分布中配置在低阶的驻波的声压的“波腹”附近、且高阶的驻波的声压的“波节”附近，从而能够实现与上述实施方式同样的效果。

如以上说明所述，根据本发明，通过在框体内配置音响共鸣体，从而能够对在框体内产生的特定的共鸣频率的驻波进行抑制，能够提供对频率特性的意料之外的影响少、并且没有损害外观的立式钢琴。

Claims (5)

1.一种立式钢琴，其具有：

内部空间，其是由包含有在中盘的上部配置的上前板及在所述中盘的下部配置的下前板的框体围成的；以及

共鸣管，其形成有具有开口部的中空区域，配置在所述内部空间，

所述开口部配置在所述上前板的下端或者所述下前板的上端、并且配置在所述上前板或者所述下前板中至少一者的左右端。

2.根据权利要求1所述的立式钢琴，其中，

所述框体的一部分是所述共鸣管。

3.根据权利要求2所述的立式钢琴，其中，

在所述上前板的左右配置的所述框体的前额柱是所述共鸣管。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的立式钢琴，其中，

所述开口部配置于在所述内部空间中产生的驻波中的从1阶至5阶驻波中的声压的波腹的位置。

5.根据权利要求4所述的立式钢琴，其中，

所述开口部配置于在所述内部空间中产生的驻波中的从6阶至10阶驻波中的声压的波节的位置。

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